A maioria dos sólidos, líquidos e gases se expandem quando são aquecidos porque as moléculas que compõem a substância se movem mais rapidamente, o que coloca mais distância entre cada uma das moléculas. Esta propriedade da matéria é verdadeira independentemente do estado da matéria na maioria dos casos. Existem exceções a esta regra geral; a água, por exemplo, se expande quando faz a transição da forma líquida para a sólida.
A própria temperatura é uma medida do nível de energia de uma substância. Essa energia se correlaciona com a taxa na qual as moléculas do material se movem. Em qualquer temperatura acima do zero absoluto, as moléculas de uma substância estão se movendo. Conforme a temperatura sobe, as moléculas começam a se mover mais rápido. Quanto mais rápido as moléculas se movem, maior se torna a distância média entre as moléculas. Se a temperatura subir o suficiente, o material se transforma do estado sólido para o estado líquido. Como as moléculas de um líquido estão mais distantes umas das outras do que em um sólido, o líquido não mantém sua forma a menos que esteja em um recipiente. Se a temperatura subir ainda mais, as moléculas se movem mais rápido e se espalham ainda mais. Nesse ponto, a substância se torna um gás, o que também requer um recipiente para manter sua forma.
